서로 다른 열처리 공정이 w [B] 0.0018% 및 0.0051%를 포함한 20CrMnTiH 기어강의 담금질성을 미치는 영향을 연구하였다. Ti-Al-B-N계의 용해도 곱을 이론적으로 계산하였으며, 실험에 사용된 열간 압연 봉재 내 붕소가 유효한 형태로 존재함을 확인하였다. 열간 압연 상태, 두 가지 다른 온도(600, 650 ℃)에서의 구상화 풀림 상태 및 정련 상태에서 미세조직과 단부 경도 곡선을 비교 연구하였다. 결과는 열처리 공정이 강의 담금질성에 유의미한 영향을 미치며, 성능 순서는 정련 상태 > 열간 압연 상태 > 구상화 풀림(600 ℃) > 구상화 풀림(650 ℃)임을 나타냈다. 분석 결과 이 차이는 붕소 원자가 시멘타이트 내에 용해되는 거동에서 주로 기인한다. 더 높은 온도의 구상화 풀림 시 더 많은 붕소 원자가 시멘타이트 내에 용해되며, 이후 오스테나이트화 과정에서 이 붕소가 단시간 내에 오스테나이트 결정립 경계로 충분히 재용해되지 못해 담금질성이 저하되는 것으로 판단된다. 본 연구는 시멘타이트 내 용존 붕소가 붕소 함유 기어강 열처리 후 담금질성에 영향을 미치는 주요 인자임을 명확히 하였으며, 붕소강의 성능을 최대한 발휘시키기 위한 열처리 공정 최적화에 중요한 근거를 제공한다.

20CrMnTiH강; 붕소; 열처리; 단부 담금질; 담금질성